滚动轴承基本知识

1、第1章绪论 滚动轴承是机械设备中最常见的零部件，其性能与工况的好坏直接影响到与之相联的转轴 以及安装在转轴上的齿轮乃至整个机器设备的性能。据统计在使用轴承的旋转机械中大 约有30%的故障都是由于轴承引起的。利用滚动磨擦承受载荷的轴承称为滚动轴承。轴承种类十分繁多，按工作时的运动状态分为 直线运动轴承和旋转支承轴承两大类。我们一般指的是旋转支承轴承。轴承分类如下：（1）按轴承所承受负荷的方向可分为向心轴承、向心推力轴承、推力向心轴承和推力轴承 四种。（2）按轴承滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。（3）按滚动体的列数可分为单列轴承、双列轴承、三列轴承、四列轴承和多列轴承。（4）按轴承在工作中的调

2、心性能可分为调心轴承和非调心轴承。综合上述四种分类方法，滚动轴承可分为以下几大类型：（1）向心球轴承 主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜不 大于0.25?0.5?。大量生产，价格最低。 （2）调心球轴承因为外圈滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能自动调心，允许内圈对外圈轴线偏斜不大于2?3?，一般 不宜承受纯轴向载荷。（3）短圆柱滚子轴承 外圈（或内圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，滚子由内圈（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错 动，有较大的径向承载能力，但内外圈轴线的允许偏斜很小Q

3、?4?）。这一类轴承还可以 不带外圈或内圈。（4）调心滚子轴承 与调心球轴承相同，但具有较大的径向承载能力。 （5）滚针轴承 在同样内径条件下与其他类型相比，其外径最小，内圈或外 圈可以分离，工作时允许内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。一般不带保 持架。摩擦系数大。（6）螺旋滚子轴承 以窄钢带卷成的空心滚子，有弹性，可承受径向冲击载荷，并允许内、外圈轴向偏斜0.5?可以不带内圈或内、外圈。（7）角接触轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因此，一般成对使用。承受轴向载荷的能 力由接触角决定。接触角大的

4、，承受轴向载荷的能力也高。（8）圆锥滚子轴承 可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整轴承的间隙。一般成对使用。（9）推力球轴承为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须施加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发热严重，寿命降低，故极限转速很低。轴线必须与 轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀分配什么是角接触球轴承接触角角接触球轴承可以同时承受一个方向的轴向力和径向力。滚动体受力点上下两点的连线，和 径向方向有一定的夹角。此类轴承为角接触轴承。严格意义上说：圆锥轴承也是如此！即滚动体和滚道接触的的假想连线与旋转轴的垂直线的夹角轴承游隙轴承游隙又称

5、为轴承间隙。所谓轴承游隙，即指轴承在未安装于轴或轴承箱时，将其 内圈或外圈的一方固定，然后便轴承游隙未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。根 据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙。运转时的游隙（称做工作游隙）的大小对轴承 的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能有影响。定义1、径向游隙：非预紧状态，承受径向载荷的轴承，其径向游隙G为：沿径向任意角度 方向，在无外载荷作用时外圈相对于内圈从一个径向偏心极限位置，移向相反极限位置的径 向距离的算术平均值。2、轴向游隙：非预紧状态，能在两个方向上承受轴向载荷的轴承，其轴向内部游隙G为：无 外载荷作用时，一个套圈相对另一套圈，从一个轴向极限位置移向相

6、反的极限位置的轴向距 离的平均值。3、轴承在不同状态下的游隙：轴承在不同状态下其游隙会发生相应的变 化，具体说来，可分为：1）原始游隙：轴承的原始游隙是指轴承成套后在安装于机器前， 所处在自由状态下的游隙。实际上原始游隙不通过测量是难以得知的.因此原始游隙常常用 检验游隙来代替。检验游隙是在检验状态下，在施加测量载荷的条件下，用仪器检测而得的 游隙数据，严格地说与轴承的原始游隙并不相同，但在一般情况二者在读数上相差不大， 因而可以相互代替而不致发生多大误差。2）有效游隙：有效游隙或称工作游隙是指轴承 在安装于主机后，在一定载荷作用下，达到一定温升的稳定运转状态下，轴承中存在的实际 游隙。显然，

7、有效游隙比原始游隙小。4、轴承游隙的作用与要求：轴承中存在游隙是 为了保证轴承得以灵活无阻滞地运转，但是同时也要求能保证轴承运转平稳，轴承的轴线没 有显著沉降，以及承担载荷的滚动体的数目尽可能多。因此，轴承的游隙对轴承的动态性能（噪声，振动和摩擦）和旋转精度，使用寿命（磨损与疲劳）的承载能力都有很大影响。轴承内部游隙是指一个轴承圈相对于另一个轴承圈径向移动的总距离（径向内部游隙） 或轴向移动的总距离（轴向内部游隙）。工作游隙是指轴承实际运转条件下的游隙。原始游隙是指轴承未安装前的游隙。游隙值根据大小分三组，一组是基本组（或者叫普通组）、小游隙组（C2）、大游隙组 （C3、C4）。日本的NSK、

8、NTN等品牌还有专门的CM组（电机专用游隙）。轴承游隙另补充一点日常应用的举例：正常的工作条件下，宜优先选择基本组；大游隙组适用于内、外圈配合过盈量较大、或者内外圈温度差大、深沟球轴承需要承 受较大轴向负荷或者需要改善调心性能、或者需要提高轴承极限转速和降低轴承摩擦力矩等 场合小游隙组适用于较向高的旋转精度、需要严格控制外壳孔的轴向位移、以及需要减小 振动和噪音的场合。测量轴承的游隙时，为得到稳定的测量值，一般对轴承施加规定的测量负荷。因此，所得到的测量值比真正的游隙（称做理论游隙）大，即增加了测量负荷产生的 弹性变形量。但对于滚子轴承来说，由于该弹性变形量较小，可以忽略不计。安装前轴承的内部

9、游隙一般用理论游隙表示。选择从理论游隙减去轴承安装在轴上或外壳内时因过盈配合产生的套圈的膨胀量或收缩后 的游隙称做“安装游隙”。在安装游隙上加减因轴承内部温差产生的尺寸变动量后的游隙称做有效游隙”。轴承安装有机械上承受一定的负荷放置时的游隙，即有效游隙加上轴承负荷产生的弹 性变形量后的以便称做“工作游隙”。当工作游隙为微负值时，轴承的疲劳寿命最长但随着负游隙的增大疲劳寿命同显著下 降。因此，选择轴承的游隙时，一般使工作游隙为零或略为正为宜。滚动轴承的径向游隙系指一个套圈固定不动，而另一个套圈在垂直于轴承轴线方向， 由一个极端位置移动到另一个极端位置的移动量。轴承游隙的选择正确与否，对机械运转精

10、 度、轴承寿命、摩擦阻力、温升、振动与噪声等都有很大的影响。如对向心轴承游隙的选择 过小时，则会使轴承游隙承受负荷的滚动体个数增多，接触应力减小，运转较平稳，但是，摩擦阻力会增大， 温升也会提高。反之，则接触应力增大，振动大，而摩擦阻力减小，温升低。因此，根据轴 承使用条件，选择最合适的游隙值，具有十分重要的意义。选事实上轴承游隙时，必须充分 考虑下列几种主要因素：（1）轴承与轴和外壳孔配合的松紧会导致轴承游隙值的变化。一般轴承安装后会使游 隙值缩小；（2）轴承在机构运转过程中，由于轴与外壳的散热条件的不同，使内圈和外圈之间产 生温度差，从而会导致游隙值的缩小；（3）由于轴与外壳材料因膨胀系数

11、不同，会导致游隙值的缩小或增大。通常向心轴承选择最适宜的工作游隙值就是轴承游隙标准中所规定的基本组游隙值。基本组游隙值适用于一般条件，应该优先选用。对于在特殊条件下工作的向心轴承不能采用 基本组游隙时，可选用辅助组游隙值。如深沟球轴承的第3、4、5组游隙值，适用于轴承与 轴和外壳孔采用比正常配合更紧的过盈配合或轴承内圈与外圈工作温差较大的机械部件中。 在轴中心与外壳孔中心线倾斜度较大，和为了增加其承受轴向负荷能力，提高轴承极限转速， 以及降低轴承摩擦阻力等工况条件下，亦可采用第3、4、5组游隙值。对于要求旋转精密或 限制轴向游动的轴，一般采用第2组游隙值（小游隙值）的轴承，必要时还给予一定的预

12、加 负荷“预紧”，以提高轴的刚性。游隙所谓滚动轴承的游隙，是将一个套圈固定，另一套圈沿径向或轴向的最大活动量。沿 径向的最大活动量叫径向游隙，沿轴向的最大活动量叫轴向游隙。一般来说，径向游隙越大， 轴向游隙也越大，反之亦然。按照轴承所处的状态，游隙可分为下列三种：原始游隙轴承安装前自由状态时的游隙。原始游隙是由制造厂加工、装配所确定的。安装游隙也叫配合游隙，是轴承与轴及轴承座安装完毕而尚未工作时的游隙。由于过盈安装， 或使内圈增大，或使外圈缩小，或二者兼而有之，均使安装游隙比原始游隙小。工作游隙轴承在工作状态时的游隙，工作时内圈温升最大，热膨胀最大，使轴承游隙减小L金J轴承游隙；同时，由于负荷

13、的作用，滚动体与滚道接触处产生弹性变形，使轴承游隙增大。轴 承工作游隙比安装游隙大还是小，取决于这两种因素的综合作用。有些滚动轴承不能调整游隙，更不能拆卸，这些轴承有六种型号，即0000型至5000型; 有些滚动轴承可以调整游隙，但不能拆卸，有6000型（角接触轴承）及内圈锥孔的1000型、 2000型和3000型滚动轴承，这些类型滚动轴承的安装游隙，经调整后将比原始游隙更小； 另外，有些轴承可以拆卸，更可以调整游隙，有7000型（圆锥滚子轴承）、8000型（推力球 轴承）和9000型（推力滚子轴承）三种，这三种轴承不存在原始游隙；6000型和7000型滚 动轴承，径向游隙被调小，轴向游隙也随

14、之变小，反之亦然，商000型和9000型滚动轴承， 只有轴向游隙有实际意义。合适的安装游隙有助于滚动轴承的正常工作。游隙过小，滚动轴承温度升高，无法正 常工作，以至滚动体卡死；游隙过大，设备振动大，滚动轴承噪声大。检查径向游隙的检查方法如下：感觉法1、有手转动轴承，轴承应平稳灵活无卡涩现象。2、用手晃动轴承外圈，即使径向游隙只有0.01mm，轴承最上面一点的轴向移动量， 也有0.100.15 mm。这种方法专用于单列向心球轴承。测量法1、用塞尺检查，确认滚动轴承最大负荷部位，在与其成180 的滚动体与外（内）圈之 间塞入塞尺，松紧相宜的塞尺厚度即为轴承径向游隙。这种方法广泛应用于调心轴承和圆柱

15、 滚子轴承2、用千分表检查，先把千分表调零，然后顶起滚动轴承外圈，千分表的读数就是轴承 的径向游隙。轴向游隙的检查方法如下：轴承游隙1、感觉法用手指检查滚动轴承的轴向游隙，这种方法应用于轴端外露的场合。当轴端封闭或因 其他原因而不能用手指检查时，可检查轴是否转动灵活。2、测量法（1）用塞尺检查，操作方法与用塞检查径向游隙的方法相同，但轴向游隙应为c=X/（2sinC）式中c轴向游隙，mm；入塞尺厚度，mm；P轴承锥角，（）。（2）用千分表检查，用撬杠窜动轴使轴在两个极端位置时，千分表读数的差值即为轴 承的轴向游隙。但加于撬杠的力不能过大，否则壳体发生弹性变形，即使变形很小，也影响 所测轴向游隙的准确性。角接触球轴承如何安装高速精密角接触球轴承